JP3150366B2 - 樹脂組成物の硬化物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラス転移温度が向上
し、かつ原料樹脂組成物の貯蔵安定性が良好で、原料硬
化性組成物の作業性にも優れた耐熱特性を有する樹脂組
成物の硬化物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気および電子機器、機械部品等
において、接着剤などの樹脂成分に対する耐熱性の要求
が増大してきている。かかる用途に対して、耐熱性に優
れたポリマレイミドを、エポキシ樹脂で変性することに
より、その接着性等を改善した樹脂についての試みが数
多くなされている。これらのうちで、特に保存安定性向
上のため、ビスマレイミドをエポキシ樹脂のみで変性し
た樹脂の場合、沈殿を生じやすいという欠点を有してい
る。この改良方法として、例えば特開平１−２２９０２
９号公報には、ポリマレイミドとエポキシ樹脂とを、第
３成分としての、一つのＯＨ基と、一つ以上のエポキシ
基とを有する化合物で変性した樹脂組成物が開示されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の特開平１−２２
９０２９号公報に示されるポリマレイミド、エポキシ樹
脂を、一つのＯＨ基と一つ以上のエポキシ基とを共有す
る化合物で変性した樹脂組成物は、これをポリアミンで
硬化させた場合、最終硬化物のガラス転移温度の上限
は、２２０℃〜２３０℃程度であつて十分とはいえな
い。

【０００４】本発明は、上記従来の問題点を解決し、さ
らに本発明硬化物のガラス転移温度を上昇させるととも
に、原料樹脂組成物の貯蔵安定性が良好でかつ二液型の
原料硬化性組成物の作業性が優れた耐熱特性を有する樹
脂組成物の硬化物を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために本発明者らが鋭意研究を重ねた結果完成
したものである。すなわち、本発明の樹脂組成物の硬化
物は、

【０００６】（Ａ）（ａ）下記化２に示す一般式で表さ
れるポリマレイミド（式中Ｒ_１はｎ価の有機基、Ｘ_ａ，
Ｘ_ｂは水素原子および有機基から選ばれた同一または異
なる一価の原子または基、ｎは２ないし４を示す）、 （ｂ）分子中に少くとも二つ以上のエポキシ基を有する
エポキシ樹脂および （ｃ）分子中に一つの−ＯＨ基と一つのアセチレン基と
を有する化合物、を加熱混合してなる樹脂組成物と （Ｂ）ポリアミンとを混合した硬化性組成物を加熱硬化
してなるものである。

【０００７】

【化２】

【０００８】本発明に用いる（Ａ）成分の一つである
（ａ）成分のポリマレイミドとしては、例えばＮ，Ｎ´
ジフェニルエ−テルビスマレイミド、Ｎ，Ｎ´ジフェニ
ルスルホンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ´ジフェニルメタン
ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ´フェニレンビスマレイミド、
Ｎ，Ｎ´ジフェニルエ−テルビスマレイミドおよび、こ
れらの化合物の三核体、四核体の混合物等を使用するこ
とが可能で、これらのものは単独あるいは２種以上を混
合して使用することができる。

【０００９】（Ａ）成分の一つである（ｂ）成分のエポ
キシ樹脂としては、ビスフェノ−ルＡ型エポキシ樹脂、
ビスフェノ−ルＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキ
シ樹脂、アミンをグリシジル化したエポキシ樹脂、複素
環を有するエポキシ樹脂、脂肪族または脂環式のエポキ
シ樹脂、シロキサン結合を含むエポキシ樹脂等があり、
これらの１種または２種以上を選択して用いることがで
きる。

【００１０】（Ａ）成分の一つである（ｃ）成分として
は、下記化３で示されるプロパルギルアルコ−ル、下記
化４で示される２−ヘキシン−３，５−ジメチル−３−
オ−ル等、一分子中に一つのＯＨ基と、一つのアセチレ
ン基とを含む化合物が挙げられる。

【００１１】

【化３】

【００１２】

【化４】

【００１３】上記の（Ａ）（ａ）、（Ａ）（ｂ）および
（Ａ）（ｃ）成分を同時に、８０℃〜２００℃で０．５
時間〜２４時間加熱混合するのが一般的であるが、
（Ａ）（ａ）成分のポリマレイミドに対して、（Ａ）
（ｂ）成分のみでは、沈殿発生が避けられないのに対
し、さらに（Ａ）（ｃ）成分を加えて、加熱混合すると
室温ないし５０℃程度の温度で液状をなす均一で安定な
組成物（Ａ）を調製することができる。

【００１４】（Ａ）（ｃ）成分としては、（Ａ）（ａ）
成分のポリマレイミド１００重量部に対し、５〜２００
重量部を用いるのが好ましいが、特に、熱時物性保持お
よび沈殿発生防止の目的では、１０〜５０重量部を用い
るのが好ましい。

【００１５】（Ａ）（ｂ）成分のエポキシ樹脂は、目的
とする耐熱性、接着性を考慮すると、（Ａ）（ａ）成分
のポリマレイミド１００重量部に対し、１０〜３００重
量部を用いるのが好ましい。とくに、貯蔵安定性および
断熱性を維持するという目的では、１５〜２００重量部
が好ましい。

【００１６】（Ａ）（ａ）、（Ａ）（ｂ）および（Ａ）
（ｃ）成分を加熱混合する場合の加熱温度は、８０〜２
００℃が好ましく、とくに１１０〜１５０℃が好まし
い。また加熱時間は、０．５〜２４時間が好ましく、と
くに１〜８時間が好ましい。これらの条件を採用するこ
とにより好ましい組成物（Ａ）を得ることができる。

【００１７】硬化剤である（Ｂ）成分のポリアミン化合
物としては、４，４´ジアミノジフェニルメタン、４，
４´ジアミノジフェニルスルホン、４，４´ジアミノジ
フェニルスルフィド、４，４´ジアミノジフェニルエ−
テル、ｍ−またはｐ−フェニレンジアミン、ｍ−または
ｐ−キシリレンジアミン、２，４ビスパラアミノベンジ
ルアニリン等一般の液状または固体ポリアミンを挙げる
ことができるが、これらに限定されるものではない。 （Ｂ）成分としては（Ａ）成分１００重量部に対して、
３〜１００重量部が好ましく、とくに５〜５０重量部が
好ましい。

【００１８】上記（Ａ）成分および（Ｂ）成分を混合
し、混合物を好ましくは８０〜２５０℃、とくに好まし
くは、１５０〜２３０℃で加熱硬化することにより、耐
熱特性を有する樹脂組成物の硬化物を得ることができ
る。なお、加熱時間は１〜４８時間が好ましい。

【００１９】本発明における（Ｂ）成分において、硬化
を促進するために、例えば、第三級アミン類、過酸化
物、各種イミダゾール等の少くとも一種を必要に応じて
さらに添加することができる。

【００２０】また、硬化時の低収縮率化、熱膨脹係数の
低減、耐磨耗性、機械的強度、熱伝導率、導電性等の各
種性能を向上させる目的で、適宜無機充填剤、金属粉末
等を加えることも可能である。さらに、本発明の目的を
損わない範囲において、強靭性、可撓性等を向上させる
目的で、シリコ−ン樹脂、各種固型、液状のゴムなどの
少くとも一種を添加することができる。

【００２１】本発明における原料樹脂組成物の（Ａ）成
分において、さらに粘度を低減させるために、下記の化
合物の少くとも一種を、本発明の目的とする耐熱性を損
わない範囲内で自由に添加することができる。かかる化
合物として、例えば、アリルアルコール、フルフリルア
ルコール、ジビニルベンゼン、ビニルトルエン、スチレ
ン、Ｎ−ビニルピロリドン、トリアリルトリメリテー
ト、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレ
ート、ジアリルフタレート、各種アクリレート、各種メ
タクリレート等が挙げられる。

【００２２】

【作用】ポリマレイミド（特に汎用に用いられているビ
スマレイミド）とエポキシ樹脂とを高温（例えば１５０
℃）で加熱混合すると、均一液状になるが、室温に冷却
すると大量の沈殿を生じる傾向がある。本発明は、ポリ
マレイミドがマイケル付加反応を生じること、およびエ
ポキシ樹脂が、ポリマレイミドとは殆ど反応しないこと
を利用し、一つのＯＨ基と一つのアセチレン基とを有す
る化合物を用い、これらとポリマレイミドとを反応させ
ることにより、全体の相溶性の改善を行ったものであ
る。このようにして得られた（Ａ）成分のプレポリマー
は、これを（Ｂ）成分のポリアミンで硬化することによ
り、ガラス転移温度が向上し、かつ原料硬化性組成物の
作業性が優れて原料樹脂組成物の貯蔵安定性が良好な耐
熱特性を有する樹脂組成物の硬化物となる。

【００２３】

【実施例】

実施例１〜５および比較例１〜６

【００２４】実施例１〜５および比較例１〜６において
は、下記表１に示す（Ａ）成分および（Ｂ）成分を用
い、（Ａ）成分は、表１に示す配合のものをオ−トクレ
−ブ中で１４０℃で所定時間反応させたものである。表
１に示すとおり、実施例１〜４では、室温で均一な液状
になり、実施例５では、固形分７０％になるように、メ
チルエチルケトン（ＭＥＫ）／ジオキサン（重量比８／
２）を反応終了後加えたもの、すなわち固形分７０％の
溶剤型のもので均一な液状になつた。比較例について
は、比較例１が（Ａ）（ｂ）成分を除いた処方、比較例
２が（Ａ）（ｃ）成分を除いた処方で、これ以外は実施
例２と同一条件で反応させたものである。また、比較例
３は、実施例１と同一処方で反応時間を短くしたもので
ある。この結果、（Ａ）（ｂ）、（Ａ）（ｃ）成分のい
ずれかが欠けても、また、（Ａ）（ｂ）、（Ａ）（ｃ）
成分の双方があっても、反応時間が短いと、均一な性状
の反応物を得ることが困難であることが分かつた。な
お、比較例４は（Ａ）（ｃ）成分のプロパルギルアルコ
−ルの代わりにグリシド−ルを用いた処方で、比較例５
および６は、（Ａ）成分として（Ａ）（ｂ）成分のみを
用いた場合の処方である。

【００２５】実施例１、４および５ならびに比較例４、
５および６において、（Ａ）および（Ｂ）成分の混合物
を２００℃、４８時間の硬化条件で硬化させたもののガ
ラス転移点Ｔ_g （ＴＭＡ法による）を測定し、その結果
を下記表１に併記した。なお、（Ｂ）成分の配合量は最
大Ｔ_g を示す量とした。

【００２６】

【表１】 注） （１）反応終了後、固形分が７０％になるようにＭＥＫ
／ジオキサン（重量比８／２）を加える。 （２）単位：Ｐ_a ・ｓ （３）硬化条件：８０℃で５時間後さらに２００℃で４
８時間 （４）油化シェルエポキシ社製エポキシ樹脂 （５）保土谷化学工業株式会社製ポリアミン （６）エイ・シ−・アイ・ジャパンリミテッド社製ポリ
アミン

【００２７】上記表１に示すように本発明の実施例１、
４および５の樹脂組成物の硬化物は、（Ａ）（ｃ）成分
としてプロパルギルアルコールの代わりに一つのＯＨ基
と一つのエポキシ基とを有するグリシドールを用いた比
較例４の樹脂組成物の硬化物、ならびに（Ａ）成分とし
て（Ａ）（ｂ）成分のみを用いた比較例５および６の樹
脂組成物の硬化物の何れよりもガラス転移点Ｔ_ｇが上昇
していることが認められた。

【００２８】下記表２には、実施例１および５の（Ａ）
成分の貯蔵安定性を測定した結果を示した。貯蔵は２３
℃、測定は３０℃で行なつた。下記表２に示す結果から
明らかのように、（Ａ）成分は、３か月経過後も使用に
何ら支障を来すことがなかつた。

【００２９】

【表２】

【００３０】さらに、下記表３には、実施例１および５
ならびに比較例６における（Ａ）成分および（Ｂ）成分
の混合物を１２０℃で５時間予備加熱後２００℃で４８
時間加熱硬化したもの、ならびにこの硬化物を２００℃
で１か月および２か月暴露したものにつき、室温および
熱時において、引張り剪断接着強さを測定し、その結果
を示した。なお、引張り剪断接着強さは、被着材として
Ｓ５５Ｃ（鋼板）を使用して、ＪＩＳ Ｋ６８５０の方
法によつて測定した。また、実施例５の場合は、貼り合
せ前に８０℃で２０分加熱乾燥した後、目玉クリップで
固定した。

【００３１】

【表３】

【００３２】上記表３に示す結果から明らかのように、
実施例１および５の場合、２００℃で２か月暴露したも
のでも劣化は認められなかつた。また、実施例５の場合
は、２５０℃まで安定した強度を保持することが分かつ
た。これは、本発明の樹脂組成物の硬化物が、耐熱特性
に優れていることを示すものである。

【００３３】

【発明の効果】本発明の耐熱特性を有する樹脂組成物の
硬化物は、ポリマレイミドとエポキシ樹脂とを第３成分
を用いて、均一に相溶性よく、無溶剤液状型から、溶剤
型まで変性したものであつて、変性による硬化物の耐熱
性の低下が、従来型に比べて少ない特長を有する。ま
た、本発明の樹脂組成物の硬化物はガラス転移温度が向
上し、かつ原料樹脂組成物の貯蔵安定性および原料硬化
性組成物の作業性に優れたものである。したがつて、本
発明の耐熱特性を有する樹脂組成物の硬化物は、耐熱性
の良好な接着剤、注型品、積層材などの用途に広く用い
ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−25480（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−174317（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−229029（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−39311（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−28712（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08G 59/50 C08G 59/14 C08L 63/00 - 63/10 C08L 79/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）（ａ）下記化１に示す一般式で表
   されるポリマレイミド（式中Ｒ_１はｎ価の有機基、
   Ｘ_ａ，Ｘ_ｂは水素原子および有機基から選ばれた同一ま
   たは異なる一価の原子または基、ｎは２ないし４を示
   す）、 （ｂ）分子中に少くとも二つ以上のエポキシ基を有する
   エポキシ樹脂、および （ｃ）分子中に一つの−ＯＨ基と一つのアセチレン基と
   を有する化合物、 を加熱混合してなる樹脂組成物と （Ｂ）ポリアミンとを混合した硬化性組成物を加熱硬化
   してなる樹脂組成物の硬化物。 【化１】